一种基于半导体测试的代理设备和方法与流程

1.本发明涉及半导体测试领域，尤其涉及一种基于半导体测试的代理设备和方法。


背景技术：

2.半导体测试是半导体生产过程中的重要环节，其核心测试设备参见图1包括测试机和其外部的硬件资源(例如分选机、探针台)。其中，测试机是检测芯片功能和性能的专用设备，分选机和探针台是将芯片的引脚与测试机的功能模块连接起来的专用设备，与测试机共同实现批量自动化测试。
3.测试机通常基于其提供的硬件资源，提供相应的编程接口，测试工程师基于该编程接口，实现满足特定需求测试任务。由于应用需求的不断变化，测试机所配置的硬件资源的局限性，往往不能及时灵活的满足应用需求，因此测试工程师，需要使用额外的硬件资源，完成特定测试任务需求。当存在该种情况时，一方面由于测试机测试硬件资源的不足可扩展性差，造成实际测试应用需求中，需要增加额外的硬件资源，新增硬件资源难以集成；另一方面，新增硬件资源的编程方法，往往与测试机提供的编程接口不同，所以不能直接将额外的硬件资源集成到测试机环境，测试工程师需要不断集成新的硬件，增加测试应用开发复杂性，测试程序开发规范不统一使得测试任务执行效率低下，测试程序可维护性差。
4.具体地，现有技术(申请号为cn201910385814.4的发明专利)公开了一种串行总线测试接口适配器，包括：测试设备资源分配单元，用于建立测试资源和被测信号之间的电气连接关系，其中，所述测试资源具体包括：测试设备上的测试资源和适配器测试功能单元；适配器测试功能单元，用于接收测试命令，在测试流程中测试设备无法完成的测试任务时，完成对所述被测信号的测试；将测试结果上传给测试设备。并且其公开了包含的多个测试单元(包括4路rs242收发通道、8路数字多用表通道、2路1553b收发通道、16路开光量输出通道、16路时序信号采集通道)。然而该现有技术仅是采用拓展硬件通信通道的方式实现并行测试，但是开发人员还是需要了解下游每一个硬件资源的编程方法，才能在上游测试系统进行集成，使得测试任务不便匹配。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于半导体测试的代理设备和方法。
6.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
7.本发明的第一方面，提供一种基于半导体测试的代理设备，包括：
8.编程接口，用于接入外部测试机；
9.代理网关，与所述编程接口连接，用于数据转发；
10.数据分发器，与代理网关的下行输出端连接，对通过编程接口输入的测试命令进行解析；
11.资源管理器，与数据分发器的输出端连接，通过特定总线协议并与外部硬件资源
连接，用于将解析后的测试命令发送至对应外部硬件资源、以及接收外部硬件资源的返回数据；
12.数据汇集器，输入端与资源管理器的上行输出端连接，并与代理网关的上行输入端连接，用于汇集所述返回数据，统一封装后发送至代理网关。
13.进一步地，所述测试命令包括指令部分和地址部分，所述指令部分包括具体发送给外部硬件资源的执行指令，所述地址部分包括具体发送的硬件资源的地址。
14.进一步地，所述资源管理器还用于对外部硬件资源的扫描、对外部硬件资源逻辑地址与实际物理地址的映射。
15.进一步地，所述资源管理器还用于对外部硬件资源工作状态查询。
16.进一步地，所述编程接口为基于tcp通信协议的编程接口，并通过以太网与外部测试机连接；所述资源管理器通过gpib总线协议与外部硬件资源连接。
17.本发明的第二方面，提供一种基于半导体测试的代理方法，包括测试命令传输步骤和数据返回步骤；所述测试命令传输步骤包括以下子步骤：
18.编程接口接收外部测试机发送的测试命令，并发送至代理网关；
19.代理网关将测试命令转发至数据分发器；
20.数据分发器对通过编程接口输入的命令进行解析，将测试命令进行解析，确定待传输的外部硬件资源和命令内容；
21.资源管理器将解析后的测试命令发送至对应的通过特定总线协议连接的外部硬件资源；
22.所述数据返回步骤包括以下子步骤：
23.资源管理器接收外部硬件资源返回的数据；
24.数据汇集器汇集所述返回数据，统一封装后发送至代理网关；
25.代理网关将封装数据通过编程接口发送至外部测试机。
26.进一步地，所述命令包括指令部分和地址部分；
27.所述指令部分对应命令内容，包括具体发送给外部硬件资源的执行指令；所述地址部分对应待传输的外部硬件资源，包括具体发送的硬件资源的地址。
28.进一步地，所述方法还包括硬件资源管理步骤，包括以下子步骤：
29.资源管理器对外部硬件资源进行扫描，并将扫描结果通过代理网关和编程接口发送至外部测试机；
30.资源管理器对外部硬件资源逻辑地址与实际物理地址进行映射。
31.进一步地，所述方法还包括状态查询步骤，包括以下子步骤：
32.资源管理器还用于对外部硬件资源工作状态查询。
33.进一步地，所述编程接口为基于tcp通信协议的编程接口，并通过以太网与外部测试机连接；所述资源管理器通过gpib总线协议与外部硬件资源连接。
34.本发明的有益效果是：
35.(1)在本发明的一示例性实施例中，通过在现有技术的测试机和硬件资源之间部署独立的代理设备，提高对测试硬件资源的扩展性，能灵活方便的新增硬件资源，通过统一的编程接口与测试机进行通信，简化测试机与新增硬件资源的硬件连接方法，简化测试机与新增硬件资源编程方法，提高测试任务编写效率。
36.(2)在本发明的又一示例性实施例中，资源管理器还用于对外部硬件资源的扫描，适用于定时扫描或者收到命令后的扫描；并且资源管理器还用于对外部硬件资源逻辑地址与实际物理地址的映射，方便后续数据转发。
37.(3)在本发明的又一示例性实施例中，在测试命令下发前，测试机先生成状态查询命令，实现外部硬件资源工作状态查询，从而测试命令可以在满足的条件下对空闲的硬件资源进行选择。
附图说明
38.图1为现有技术中测试机和硬件资源的连接示意图；
39.图2为本发明一示例性实施例中提供的一种基于半导体测试的代理设备的结构示意图。
具体实施方式
40.下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
44.参见图2，图2示出了本发明一示例性实施例中提供的一种基于半导体测试的代理设备的结构示意图，包括：
45.编程接口，用于接入外部测试机；
46.代理网关，与所述编程接口连接，用于数据转发；
47.数据分发器，与代理网关的下行输出端连接，对通过编程接口输入的测试命令进行解析；
48.资源管理器，与数据分发器的输出端连接，通过特定总线协议并与外部硬件资源连接，用于将解析后的测试命令发送至对应外部硬件资源、以及接收外部硬件资源的返回数据；
49.数据汇集器，输入端与资源管理器的上行输出端连接，并与代理网关的上行输入端连接，用于汇集所述返回数据，统一封装后发送至代理网关。
50.具体地，以如图2所示的示例性实施例为准，其具有四个新外接的外部硬件资源，该四个外部硬件资源通过相同的特定总线协议与资源管理器连接；当需要通过第二硬件资源、第三硬件资源和第四硬件资源分别对不同的半导体设备进行测试时，只需要利用外部测试机生成一个测试命令，该测试命令的内容包括利用第二硬件资源进行第一测试、利用第三硬件资源进行第二测试、利用第四硬件资源进行第三测试，测试命令通过编程接口和代理网关发送至数据分发器，数据分发器将测试命令进行解析得到测试命令的具体内容，资源管理器将解析后的测试命令发送至对应的硬件资源并接收部分硬件资源返回的数据(返回的数据根据实际的测试命令得到，特定的测试命令会有返回值)；最后数据会极其等待硬件资源返回数据后，将返回的数据进行统一封装后，统一通过代理网关和编程接口发送至测试机。
51.因此，在本示例性实施例中，通过在现有技术的测试机和硬件资源之间部署独立的代理设备，提高对测试硬件资源的扩展性，能灵活方便的新增硬件资源，通过统一的编程接口与测试机进行通信，简化测试机与新增硬件资源的硬件连接方法，简化测试机与新增硬件资源编程方法，提高测试任务编写效率。
52.更为具体地，对于上述的简化测试机与新增硬件资源的硬件连接方法：
53.(1)首先由于代理设备提供编程接口sdk，供上游测试机系统进行集成，不同于现有技术只是提供硬件通信接口，采用该种方式上游测试机的开发人员不需要了解具体硬件资源的编程方法，即可进行集成(因为当代理设备增加新的外部硬件资源时，只需要对修改测试命令即可(测试命令由于具备通用性，因此不需要使用新增设备提供编程接口独立开发新增的模块))。
54.而对于开发人员不需要了解具体硬件资源的编程方法，即可进行集成：编程接口首先定义一种通用的通信协议，只要测试硬件资源满足代理器的底层通信协议，开发人员只需要使用该通信协议实现与测试硬件资源通信，从而实现相关的程序逻辑。而传统的方法是，增加一种硬件就要根据该硬件的通信协议增加相应的通信协议，然后在此基础上实现具体的程序逻辑。
55.(2)另外，资源管理器通过特定总线协议并与外部硬件资源连接，使得对具体硬件资源的型号和功能没有具体要求，只需要硬件资源具有特定总线协议即可。对于资源管理器能够满足特定总线协议，即可与多个硬件资源连接：对代理设备连接的硬件资源进行统一配置，使用唯一的测试通道号与硬件资源的总线地址进行绑定，从而实现与多个硬件资源相连，编程接口通过通道号识别不同的硬件资源。
56.对于单种协议，可以接多个设备，通过不同的总线地址进行区分，不会减少连接效果。
57.关于数据汇集器封装发送的时机和条件，发送的命令有两种类型：一种是必须等待所有的测试资源都得到测试结果时，再统一封装返回数据；另一种，每种测试硬件资源相互独立，有测试结果就返回，返回数据结果中，有对应的通道信息，来表示该条返回结果来自哪个测试资源。
58.同时，对于上述的提高测试任务编写效率：由于编程接口提供多种测试资源并行执行，比如同一个测试命令，其内部指定需要执行的硬件资源编号，则可以通过数据分发器的解析功能和资源管理器的管理功能，将该测试命令发送到不同的设备进行执行，而不需
要如现有技术的方式对多个设备分别进行编程，这也就是资源管理器和数据分发器的主要功能。其中：
59.对于编程接口的设置实现并行执行：当编程接口中的命令中，包含多个测试通道时，该命令会在多个通道并行执行：代理设备会为每个连接的测试硬件资源建立独立工作线程，多个线程并行执行。
60.综上所述，现有技术中只是将协议转换，并没有对发送到不同测试单元命令的解析、执行管理，也没有对测试单元返回数据统一管理。同时现有技术对应于不同的芯片测试项，是需要调用不同的编程接口，需要不同的编程实现方式，而本示例性实施例对于不同的硬件资源都是使用同一个编程接口进行处理。
61.更优地，在一示例性实施例中，所述测试命令包括指令部分和地址部分，所述指令部分包括具体发送给外部硬件资源的执行指令，所述地址部分包括具体发送的硬件资源的地址。
62.具体地，在该示例性实施例中，采用该种方式，在测试机编写任务通过调用编程接口，可以实现对扩展硬件资源的应用开发。因为当代理设备增加新的外部硬件资源时，只需要对修改测试命令即可(测试命令由于具备通用性，因此不需要使用新增设备提供编程接口独立开发新增的模块)。
63.同时，相较于现有技术需要多个设备执行指令时，需要对每个设备分别编程，而本示例性实施例不需要多个设备分别进行编程即可执行指令，即多个设备执行同一个命令：编程接口中的命令由命令 通道号组成，通道号可以是一个或多个地址，从而保证一个命令在多个测试硬件设备上执行。
64.具体地，在该示例性实施例中，前述“利用第二硬件资源进行第一测试、利用第三硬件资源进行第二测试、利用第四硬件资源进行第三测试”，即对应于该内容，其中“第一测试”、“第二测试”、“第三测试”即指令部分，而对应“第二硬件资源”、“第三硬件资源”、“第四硬件资源”即对应的地址部分。
65.更优地，在一示例性实施例中，所述资源管理器还用于对外部硬件资源的扫描、对外部硬件资源逻辑地址与实际物理地址的映射。
66.具体地，在该示例性实施例中，资源管理器还实现除数据转发和连接硬件资源外其他的功能，其中：对外部硬件资源的扫描主要用于判断外部硬件资源连接情况的判断，可适用于定时扫描或者收到命令后的扫描；而对外部硬件资源逻辑地址与实际物理地址的映射，主要用于数据转发。
67.更优地，在一示例性实施例中，所述资源管理器还用于对外部硬件资源工作状态查询。
68.具体地，在该示例性实施例中，虽然测试机可以实现提高测试任务编写效率的功能，但是如果外部硬件资源正在工作，又来了新的工作会使得任务过慢。因此可以在测试命令下发前，测试机先生成状态查询命令，实现外部硬件资源工作状态查询，从而测试命令可以在满足的条件下对空闲的硬件资源进行选择。
69.更为具体地，如果向特定一个测试硬件资源发送命令后，该硬件资源还在执行该命令时，如果此时又发送一条命令到该资源，这条命令将会被缓存，待该硬件资源执行完上一条命令后，再执行。
70.更优地，在一示例性实施例中，所述编程接口为基于tcp通信协议的编程接口，并通过以太网与外部测试机连接；所述资源管理器通过gpib总线协议与外部硬件资源连接。
71.与前述示例性实施例具有相同的发明构思，本发明的又一示例性实施例提供一种基于半导体测试的代理方法，包括测试命令传输步骤和数据返回步骤；所述测试命令传输步骤包括以下子步骤：
72.编程接口接收外部测试机发送的测试命令，并发送至代理网关；
73.代理网关将测试命令转发至数据分发器；
74.数据分发器对通过编程接口输入的命令进行解析，将测试命令进行解析，确定待传输的外部硬件资源和命令内容；
75.资源管理器将解析后的测试命令发送至对应的通过特定总线协议连接的外部硬件资源；
76.所述数据返回步骤包括以下子步骤：
77.资源管理器接收外部硬件资源返回的数据；
78.数据汇集器汇集所述返回数据，统一封装后发送至代理网关；
79.代理网关将封装数据通过编程接口发送至外部测试机。
80.更优地，在一示例性实施例中，所述命令包括指令部分和地址部分；
81.所述指令部分对应命令内容，包括具体发送给外部硬件资源的执行指令；所述地址部分对应待传输的外部硬件资源，包括具体发送的硬件资源的地址。
82.更优地，在一示例性实施例中，所述方法还包括硬件资源管理步骤，包括以下子步骤：
83.资源管理器对外部硬件资源进行扫描，并将扫描结果通过代理网关和编程接口发送至外部测试机；
84.资源管理器对外部硬件资源逻辑地址与实际物理地址进行映射。
85.更优地，在一示例性实施例中，所述方法还包括状态查询步骤，包括以下子步骤：
86.资源管理器还用于对外部硬件资源工作状态查询。
87.更优地，在一示例性实施例中，所述编程接口为基于tcp通信协议的编程接口，并通过以太网与外部测试机连接；所述资源管理器通过gpib总线协议与外部硬件资源连接。
88.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。